הבדל בין אלקליות וקשיות

2024 מְחַבֵּר: Alex Aldridge | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 13:39

הבדל מפתח - אלקליות לעומת קשיות

למרות שהמים מכסים 71.1% מקרום כדור הארץ, המים בכל מקום אינם זהים. עם זאת, מים הם החומר האי-אורגני היחיד שיכול להתקיים בכל שלושת המצבים הפיזיקליים באופן טבעי כמים נוזליים, קרח או אדי מים. זה נובע מהשינויים בטמפרטורה. לפי המרכיבים המומסים בו, המים יכולים להיות שונים בצבע, בטעם או בהרכב הכימי ממקום אחד למשנהו. לדוגמה, מי ים שונים לגמרי מדגימת מים מבאר. לכן, הוכנסו פרמטרים לבדיקת מים על מנת לבחון את איכות המים.אלקליות וקשיות הם פרמטרים כאלה שהם גורמים חשובים מאוד שיש לבדוק לפני צריכת מים. ההבדל העיקרי בין בסיסיות וקשיות הוא שבסיסיות מודדת את הכמות הכוללת של הבסיסים הקיימים במים ואילו קשיות מודדת את הכמות הכוללת (ריכוז) של מלחים דו ערכיים.

מהי אלקליניות?

אלקאליות היא היכולת של מים לשמור על ה-pH שלהם יציב. במילים אחרות, בסיסיות היא היכולת של מים לנטרל חומצות. מידת הבסיסיות תלויה בעיקר באדמה או בסלעים שהיא עוברת דרכם. אלקליניות מתרחשת בעיקר בשל נוכחותם של מיני קרבונט הקיימים במים. זה קשור לבסיסיות של מים. אלקליניות מגיעה בעיקר מהידרוקסידים או מבסיסים. מיני קרבונט תורמים לבסיסיות מאשר מינים בסיסיים אחרים כיוון שכמויות ניכרות של מיני קרבונט נמצאות במים באופן טבעי.

בסיסיות היא פרמטר חשוב מכיוון שהיא יכולה להשפיע ישירות על החיים במים.טווח ה-pH הטוב ביותר עבור חיים מימיים לתפקד כראוי הוא 6.0-9.0 pH. אלקליניות עוזרת לשמור על ה-pH הזה של גופי המים. הוא נמדד באמצעות טיטרציה של חומצה-בסיס. בטיטרציה זו נמדדת כמות החומצה שניתן לנטרל על ידי דגימת מים. מיני הקרבונט ינטרלו את החומצה ונקודת הסיום מתקבלת כאשר כל מיני הקרבונט נצרכים.

איור 01: מים אלקליים באגם מונו

מה זה קשיות?

קשיות המים היא מדידת הריכוז של סך יונים דו ערכיים הנמצאים במים. דוגמאות לכמה יונים דו ערכיים הקיימים במים הם יון סידן, יוני מגנזיום ויון Fe²⁺. עם זאת, סידן ומגנזיום הם המקורות הנפוצים ביותר לקשיות המים. יחידת הקשיות היא ppm לכל CaCO_{3 שווה ערך.ישנם שני סוגים של קשיות מים:}

קשיות זמנית

קשיות זמנית מתרחשת עקב נוכחותם של סידן מימן קרבונט (Ca (HCO₃)₂) ומגנזיום מימן קרבונט (Mg (HCO) ₃)₂). שני המינים מתפרקים בעת חימום ומתרחשים CaCO₃ או MgCO_{3 משקעים. לכן, ניתן להסיר קשיות זמנית על ידי מים רותחים.}

קשיות קבועה

קשיות מים קבועה מתרחשת עקב נוכחות של סידן גופרתי. לא ניתן להסיר אותו על ידי מים רותחים.

ניתן להשתמש בנתרן קרבונט גם לקשיות זמנית וגם לקשיחות כדי לרכך פסולת קשה. נתרן קרבונט מומס במים ומספק מספיק יוני קרבונט כדי להגיב עם יוני סידן במים. זה עוזר לרכך את המים הקשים.

ניתן להעריך בקלות את קשיות המים באמצעות טיטרציה של EDTA. EDTA ייקשר גם ליוני סידן וגם ליוני מגנזיום; לפיכך, הוא יכול לקבוע את כמות היונים הנוכחים.

מהם הדמיון בין אלקליות וקשיות?

המונחים בסיסיות וקשיות מתבלבלים לעתים קרובות בגלל כמה קווי דמיון שהם חולקים. דמיון אחד כזה הוא שיחידת המדידה זהה עבור שני הפרמטרים, שהיא ppm (חלקים למיליון) בשווים של CaCO_3.

דמיון נוסף הוא שהקשיות והבסיסיות של המים מגיעים בעיקר ממקורות גיר או דולומיט בטבע. זה קורה כאשר המים עוברים דרך סלעים וסופגים מינרלים שגורמים לבסיסיות וקשיות., כאשר אבן גיר ודולומיט מתמוססים במים, יוני סידן, יוני מגנזיום ומיני קרבונט מעורבבים במים. יוני סידן ומגנזיום גורמים לקשיות המים והבסיסיות מתרחשת עקב נוכחות מיני קרבונט.

מה ההבדל בין אלקליות וקשיות?

אלקליות לעומת קשיות
אלקאליות היא היכולת של מים להתנגד לשינויי pH המתרחשים עקב חומצות.	קשיות היא המדידה של הכמות הכוללת של יונים דו ערכיים הנמצאים במים.
מינים סיבתיים
בסיסיות נגרמת בעיקר מנוכחות מיני קרבונט.	קשיות נגרמת על ידי יונים דו ערכיים כגון יוני סידן, מגנזיום או ברזל.
Deermination
ניתן לקבוע את הבסיסיות על ידי טיטרציות חומצה-בסיס.	ניתן לקבוע את הקשיות על ידי טיטרציות EDTA.
תגובות בטיטרציות
מיני קרבונט הגורמים לבסיסיות יכולים להגיב עם חומצות חזקות בנוכחות אינדיקטורים של פנולפטלין ומתיל כתום כדי להעניק שינויי צבע כאשר כל יוני הקרבונט נצרכים.	יוני סידן ומגנזיום הגורמים לקשיות יכולים להיקשר עם EDTA ועל ידי מציאת כמות ה-EDTA, אפשר למצוא את הקשיות של דגימת המים.

סיכום – אלקליות לעומת קשיות

אלקליות וקשיות נמצאים במים טבעיים בדרגות שונות. אלו פרמטרים המשמשים לקביעת איכות המים. ההבדל העיקרי בין בסיסיות וקשיות הוא שבסיסיות מודדת את הכמות הכוללת של הבסיסים הקיימים במים ואילו קשיות מודדת את הכמות הכוללת (ריכוז) של מלחים דו ערכיים.